Síntesis de materiales porosos nanoestructurados metal-soporte en CO2 supercrítico

Résumé

Un fluido supercrítico (SCF) es una sustancia por encima de la temperatura crítica (Tc) y la presión crítica (Pc). Los SCF presentan propiedades intermedias entre líquidos y gases. Tienen propiedades de transporte próximas a los gases: baja viscosida d, elevada difusividad y muy baja tensión superficial, pero poderes de solvatación similares a los líquidos1. La elevada compresibilidad de los SCF permite manipular sus propiedades asimilándolas a las de líquidos o gases. Del mismo modo muchas susta ncias se disuelven de manera apreciable en SCF. De los distintos SCF, el CO2 supercrítico (scCO2) es el más común porque es barato, fácil de conseguir, incombustible, inocuo y tiene parámetros críticos accesibles (Tc=304.1 K, Pc=7.4 MPa). El CO2 es u n gas en condiciones normales y se elimina completamente al despresurizar. Esta combinación de propiedades que presenta el scCO2, permite utilizarle para introducir reactivos disueltos en el SCF, en matrices con orificios o poros de dimensiones nanom étricas de acceso frecuentemente vedado a disolventes líquidos2. Además los SCF se disuelven de manera apreciable en los polímeros, rebajando la temperatura de transición vítrea de los mismos e incrementando la movilidad de las cadenas poliméricas y otras moléculas en el medio2. Como consecuencia, los SCF se utilizan ampliamente en la síntesis y tratamiento de materiales poliméricos. En esta tesis doctoral se ha llevado a cabo la síntesis de materiales nanoestructurados compuestos de Pd ¿ sílice utilizando scCO2. Por un lado se han aprovechado las excelentes propiedades de transporte que posee el scCO2 para preparar materiales con mejores propiedades que los producidos por técnicas convencionales, a la vez que se ha utilizado el CO2 como un disolvente benigno alternativo a los disolventes líquidos convencionales minimizando los residuos ocasionados por estos y su perjuicio sobre el medio ambiente, así como las necesidades energéticas del proceso. Para fabricar con éxito los materiales compuestos Pd ¿ SiO2, materiales soportados de Pd ¿ SiO2 tipo SBA-15 nanoestructurados y ópalos inversos de sílice con incorporación de Pd y estructura de aerogel, utilizando fluidos supercríticos se han investigado varias etapas previas a la síntesi s propiamente dicha. Se ha llevado a cabo el estudio de la solubilidad de los precursores metálicos que se han utilizado para depositar metales en los soportes de sílice estructurados elegidos este trabajo. Se ha determinado la solubilidad de dos co